المدونة

الآلية الأساسية وتصنيف العامل النشط

مادة فعالة سطحية هي فئة من المواد الكيميائية التي تُخفّض التوتر السطحي بشكل ملحوظ وتُحسّن خصائص سطح المواد، وتحتوي بنيتها الجزيئية على مجموعات محبة للماء وأخرى كارهة للدهون. هذه "الخاصية المحبة للدهون" تُمكّنها من التوزع على أسطح الطور المختلفة (مثل أسطح الزيت والماء، وأسطح المواد الصلبة والسائلة)، مما يُمكّنها من أداء وظائف مُتنوعة. تُمكّنها هذه "الخاصية المحبة للدهون" من التوزع على أسطح الطور المختلفة (مثل أسطح الزيت والماء، وأسطح المواد الصلبة والسائلة)، وبالتالي أداء وظائف مُتعددة. وفقًا للبنية والخصائص الكيميائية، تُقسّم المواد الفعالة بشكل رئيسي إلى فئتين: مواد فعالة غير عضوية ومواد فعالة عضوية.

المواد الفعالة غير العضوية: بما في ذلك الأكاسيد (مثل أكسيد الزنك)، والهيدروكسيدات (مثل هيدروكسيد الكالسيوم)، وما إلى ذلك، والتي تستخدم بشكل أساسي في السيناريوهات الصناعية، مثل عملية الفلكنة المطاطية، والتي يمكن أن تعمل على تحسين كفاءة عملية الفلكنة1.

المواد الفعالة العضوية: تغطي الأحماض الدهنية والأمينات والصابون والمواد الخافضة للتوتر السطحي وما إلى ذلك، والتي تعد المواد الخافضة للتوتر السطحي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، ويمكن تقسيمها إلى أنواع أنيونية (مثل اللامائية) (مثل الواجهات الصلبة والسائلة) حسب الأنواع الأيونية. ويمكن تقسيمها إلى أنيونية (مثل ألكيل بنزين سلفونات الصوديوم ذات السلسلة المستقيمة)، وكاتيونية، وغير أيونية (مثل بولي أوكسي إيثيلين إيثر الكحول الدهني) وأمفوتيرية14.

الأدوار الرئيسية وسيناريوهات تطبيق المواد الخافضة للتوتر السطحي

أدوار الاستحلاب والتشتيت

يُعدّ الاستحلاب من أهم وظائف المواد الخافضة للتوتر السطحي، إذ يُمكنه تحويل السوائل غير القابلة للامتزاج (مثل الزيت والماء) إلى مستحلبات مستقرة عن طريق خفض التوتر السطحي بين الزيت والماء. أمثلة:

مستحضرات التجميل: في المنتجات مثل كريمات الوجه والشامبو، تختلط المواد الخافضة للتوتر السطحي بالزيت والماء بالتساوي لضمان ملمس ناعم ومستقر.

صناعة الأغذية: تستخدم في إنتاج صلصات السلطة والآيس كريم وما إلى ذلك، بحيث يتم توزيع الزيت في قطرات صغيرة لتحسين الطعم ومدة الصلاحية.

المجال الصيدلاني: تحضير الأدوية المستحلبة (مثل مستحلب الدهون الوريدي)، لتحسين ذوبان الأدوية وتوافرها البيولوجي.

تأثير مذيب

بعد تكوين الميسيلات في الماء، يمكن للمواد الخافضة للتوتر السطحي أن تغلف وتذيب المواد العضوية غير القابلة للذوبان أو قليلة الذوبان (مثل التوابل والأدوية) لتكوين محلول شفاف. على سبيل المثال:

المنتجات الكيميائية اليومية: إذابة العطور في جل الاستحمام لتجنب الطبقية أو الترسيب.

المجال الصيدلاني: زيادة ذوبان الأدوية غير القابلة للذوبان لتعزيز فعاليتها.

ملخص

بفضل طبيعة التنظيم السطحي، تلعب المواد الفعالة دورًا لا غنى عنه في الصناعة، والمواد الكيميائية اليومية، والأدوية، والأغذية، وغيرها من المجالات. من بينها، تتميز المواد الفعالة بالسطح بوظائف الاستحلاب، والذوبان، والغسل، بينما تتمتع المواد الفعالة بيولوجيًا الخاصة (مثل المواد الفعالة بالسطح لرئة الأبقار) بقيم طبية مهمة. في المستقبل، سيُصبح تطوير المواد الفعالة بالسطح الخضراء الجديدة (مثل الأنواع القابلة للتحلل، قليلة التهيج) وتطبيقاتها في مجالات الطاقة الجديدة وحماية البيئة اتجاهًا واعدًا.